Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения веществ: а) Фосфор → Оксид фосфора(V) → Ортофосфорная кислота → Фосфат натрия → Фосфат кальция → Ортофосфорная кислота б) Фосфор → Оксид фосфора(V) → Фосфат калия → Фосфат кальция → Фосфор → Фосфид магния В уравнениях окислительно-восстановительных реакций укажите степень окисления и обозначьте переход электронов или составьте схему электронного баланса. Для реакций ионного обмена составьте ионные уравнения.

а) Превращение фосфора в ортофосфорную кислоту и далее:

1. Фосфор → Оксид фосфора(V):

   $$4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$$

   Здесь фосфор (P) окисляется от степени окисления 0 до +5.

2. Оксид фосфора(V) → Ортофосфорная кислота:

   $$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$$

   Оксид фосфора(V) гидратируется в ортофосфорную кислоту.

3. Ортофосфорная кислота → Фосфат натрия:

   $$2NaOH + H_3PO_4 \rightarrow Na_2HPO_4 + 2H_2O$$

   Здесь образуется гидрофосфат натрия (Na₂HPO₄) в результате реакции с гидроксидом натрия.

4. Фосфат натрия → Фосфат кальция:

   $$CaCl_2 + Na_2HPO_4 \rightarrow CaHPO_4 + 2NaCl$$

   Реакция обмена ионов между фосфатом натрия и хлоридом кальция. Образуется гидрофосфат кальция (CaHPO₄).

5. Фосфат кальция → Ортофосфорная кислота:

   $$CaHPO_4 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_3PO_4$$

   Гидрофосфат кальция реагирует с водой, образуя гидроксид кальция и ортофосфорную кислоту.

б) Превращение фосфора в фосфид магния и другие соединения:

1. Фосфор → Оксид фосфора(V):

   $$4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$$

   Этот процесс аналогичен предыдущему.

2. Оксид фосфора(V) → Фосфат калия:

   $$P_2O_5 + 2K_2O \rightarrow 2K_3PO_4$$

   Оксид фосфора(V) реагирует с оксидом калия, образуя фосфат калия.

3. Фосфат калия → Фосфат кальция:

   $$CaCl_2 + K_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 + 6KCl$$

   Реакция обмена между фосфатом калия и хлоридом кальция, образуется фосфат кальция (Ca₃(PO₄)₂).

4. Фосфат кальция → Фосфор:

   $$2Ca_3(PO_4)_2 + 10C \rightarrow 6CaO + 4P + 10CO$$

   Восстановление фосфата кальция с углеродом при высокой температуре, в ходе чего выделяется фосфор.

5. Фосфор → Фосфид магния:

   $$2P + 3Mg \rightarrow Mg_2P_3$$

   Восстановление фосфора с магнием, в результате чего образуется фосфид магния (Mg₂P₃).

Окислительно-восстановительные реакции с переходом электронов:

1. В реакции фосфора с кислородом (фосфор → оксид фосфора(V)) фосфор окисляется, его степень окисления меняется с 0 до +5.

   $$P_0 \rightarrow P_5+ + 5e^-$$

2. В реакции восстановления фосфата кальция в фосфор (фосфат кальция → фосфор) кальций окисляется с +2 до +3.

   $$Ca_2+ \rightarrow Ca_3+ + 2e^-$$

Эти реакции включают переход электронов, что отражает окислительно-восстановительные процессы.